《描述交变电流的物理量》教案

《描述交变电流的物理量》教案（精选10篇）

《描述交变电流的物理量》教案 篇1

5.2描述交变电流的物理量

一、教材分析

选自选修3-2第5.2节《描述交变电流的物理量》内容。学习了交变电流的产生原理，对交变电流的定量描述问题进一步学习，以利用这些物理量描述交变电流的变化规律，是研究交变电流变化规律的基础和前提。课程标准对本节内容的要求是“能用函数表达式和图像描述交变电流，测算其峰值和有效值”。教材是这样来处理的：首先，学生应该能从数学角度进一步认识交变电流的周期性；然后，通过有效值的分析和计算再一次体会等效代替法在物理学科的应用；最后，通过一些拓展训练加深学生的理解。

二、学情分析

在这节课之前，学生已经学习圆周运动知识时，学生对周期性变化规律已经有了初步的认识，应充分利用已有的知识基础，另外，他们对交变电流的周期、频率、角频率（线圈转动的角速度）与匀速圆周运动相关物理量的联系也有了一定的了解。但是，对交变电流的“四值”的物理意义容易混淆，“四值”的应用更容易张冠李戴。应让学生通过定义细致区分其物理意义上的差别，通过实例辨析其适用范围。

三、教学目标

1、知识与技能

①.知道交变电流的周期和频率，以及它们与转子角速度ω的关系。②.知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。③.知道我国供电线路交变电流的周期和频率。

2、过程与方法

①.用等效的方法得出描述交变电流的有效值。

②.学会观察实验，分析图象，由感性认识到理性认识的思维方式。

3、情感态度与价值观

①.通过对描述交变电流的物理量的学习，体会描述复杂事物的复杂性，树立科学、严谨的学习和认识事物的态度。

②.联系日常生活中的交变电流知识，培养学生将物理知识应用于生活和生产实际的意识，鼓励学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

四、教学重点及难点

重点：周期、频率的概念，有效值的概念和计算 难点：有效值的概念和计算

五、教具 ：多媒体教学课件、小灯泡、手摇交流发电机模型、多媒体投影仪

六、教学方法：诱思探究教学法

七、课型：新授课

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八、教学过程

㈠、引入

上节课我们研究了矩形线圈在匀强磁场中转动，线圈中会产生正弦交流电。

教师利用投影仪展示线圈转动的截面图其中线圈长abl1,宽adl2,角速度为

[师问] 如何描述线圈中交变电流的变化规律呢?

[生答] ⑴、公式法：从中性面开始计时，l2 e2Bl1SintEmSint ⑵、图象法： 如图所示

[师问] 试确定t0、t1、t2、t3、t4时刻，图象坐标与线圈转动位置的对应关系？ [生答] t0、t1、t2、t3、t4线圈转过的角度分别为：0、3、、、2。

22[教师指出] 线圈转动一整圈，交变电流就完成一个周期性变化。这说明，线圈转动速度越快，交变电流周期性变化的越快。交变电流与恒定电流比较具有不同的特点，用那些量来描述交变电流呢？

㈡、揭示与强化

首先考虑用什么物理量来描述交变电流变化的快慢呢？

1、交变电流的周期和频率。

交变电流跟别的周期性过程一样，是用周期或频率来表示变化快慢的。（1）周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变电流的周期。周期用T表示，单位是s。

（2）频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率。频率用f表示，单位是Hz。

（3）周期和频率的关系是：T11或f fT[说明]① 我国工农业生产和日常生活中用的交变电流周期是0.02S，频率是50Hz，电流方向每秒钟改变100次。② 交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度有关。越大，周期越短、频率越高。

[演示实验] 把小灯泡接在手摇交流发电机模型的输出端。当转子的转速由小增大

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时，我们看到，小灯泡发光的闪烁频率也由小增大，当转子的转速大到一定程度，由于交变电流的大小和方向变化太快，由于人眼存在视觉暂留的缘故，所以眼睛已不能分辨灯光的闪烁。这就是为什么照明电是交变电流，而电灯亮时看不见一闪一闪的原因。

２、交变电流的峰值和有效值

（1）交变电流峰值（Im、Em、Um）：指交变电流各个参量一个周期内所能达到的最大值。表示交变电流的强弱或电压的高低。实际中需要考虑。

例如：电容器接在交流电路中，应需要知道交变电压的最大值，电容器的额定电压应高于交变电压的最大值，否则电容器有可能被击穿。

（2）交变电流有效值（I、E、U）：

[思考与讨论] 如图所示的电流通过一个R=1Ω的电阻，它不是恒定电流。

(a)、怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量? 解析：图象反映的交变电流可以分为4段。前半个周期中，0—0.2S内，可看成电流大小为1A的恒定电流，0.2S—0.5S内，可看成电流大小为2A的恒定电流.后半个周期的电流与前半个周期方向相反，但产生热量相同。

则交流电的热量： Q

（b）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大?

恒定电流的热量：

[教师指出] 1）有效值：（抓三个相同）让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内内产生的热量相等，把恒定电流的值叫做这个交变电流的有效值。

2）正弦交流电有效值与最大值之间的关系

1(I12Rt1I22Rt2)2(1210.22210.3)2J2.8JQ2Q1I2Rt2.8JI2.8A1.7A11第 3页 /共 5页

[说明] ①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值。

②交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。引入有效值的的概念便于把处理恒定电流的一些方法拓展到交流电中。

㈢、延伸

例

1、试写出我国生活用电的规律表达式？ [学生] u2202Sin(100t)V

[解析] 生活用电的有效值U=220V，频率f=50Hz，所以

Um2202V，2f100Hz。又表达式uUmSint可得。

例2、如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值? 4232

[学生板演做题步骤，教师点评] 解析：交变电流一个周期内产生的热量

Q1

恒定电流的热量： Q2IRT

由有效值定义知： Q1Q2 解得： I5A 例

3、图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在R上产生的功率之比。

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（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2 ㈣、回归

1.周期或频率：表示交变电流变化的快慢。2.有效值：表示交变电流的热效应。

3.正弦交变电流有效值与最大值存在着一定的关系。

㈤、检测

1.完成课后习题 第4题

九、板书设计

１、交变电流的周期和频率（1）周期：（2）频率：

（3）周期和频率的关系： ２、交变电流的峰值和有效值

（1）交变电流峰值（Im、Em、Um）：（2）交变电流有效值（I、E、U）：

①有效值：

②正弦交流电有效值与最大值的关系

３、课堂小结 ４、作业

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《描述交变电流的物理量》教案 篇2

1.知识与技能

运用电磁感应知识分析交流发电机的实际模型，理解交流电的产生原理和过程。

综合运用电磁感应知识，并借助数学工具，推导并总结交流电的变化规律。

结合交流电产生过程的分析，正确理解中性面、交流电的瞬时值、最大值的含义。

2.过程与方法

通过对交流发电机的实际模型观察，提高观察能力、空间想象能力，并领会立体图转化为平面图处理问题的方法。

通过对交流电变化规律的推导，逐步形成利用数学工具及物理规律解决实际问题的能力。

3.情感态度与价值观

通过观看三峡工程的相关视频，了解它的作用和意义，激发学生爱国主义热情，体会物理理论应用于实践所产生的价值。

通过对交流电变化规律的推导，逐步树立应用物理规律分析实际问题的信念。

教学重难点：

1.重点：交流电的产生原理和过程及交流电的变化规律。

2.难点：交流电的变化规律的推导。

教学资源：

演示实验：交流发电机、灯泡、电流表；交流发电机模型；示波器、函数信号发生器。

课时安排：45分钟。

教学过程：

活动之一：引入交变电流的概念。

图片引入：展示“三峡大坝”图片并简单介绍，引入实验。

演示实验：实验1：发电机与小灯泡连接。

实验2：发电机与电流表连接。

进入新课引入概念：引导学生观察实验现象，得出发电机产生的是大小和方向都随时间变化的交变电流，并进入新课。

活动之二：分析交变电流的产生过程。

设置疑问：对比恒定电流和直流电流，引出问题：为什么会产生交变电流？

介绍结构：介绍教学手摇发电机的主要构造。

理论分析：结合发电机模型，引导学生从理论上分析交变电流产生的过程，引出中性面的概念，让学生定性的得出交变电流的大小和方向的变化特点。

实验验证：通过实验验证交变电流的方向变化特点。

动画模拟：模拟形成电流的微观自由电荷定向运动的特点

活动之三：推导交变电流的具体变化规律。

创设情景：情景1：单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动。提供已知条件，推导线圈在中性面和垂直中性面两个特殊位置的感应电动势。

引导分析。

得出结果：引导学生先将立体图转化为平面图，再进行分析，得出结果。

拓展情景。

学生推导。

集体评价。

确定结果：情景2：单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。提供已知条件，推导线圈在t时刻的感应电动势。

学生请一个学生上台推导，得出结果。然后集体评价，得出正确结论。

拓展情景：情景3：n匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，求感应电动势。

集体完成：情景4：n匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。求感应电流，路端电压。

总结规律：规律：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时，产生正弦式。

交变电流。简称正弦式电流。

实验演示：告诉学生正弦式电流只是常见的交变电流的一种，还有其它的形式。

知识延伸同时将其它某几种通过示波器显示出来。

活动之四：描述交变电流的变化规律。

公式描述：借鉴前面的推导结果，直接写出正弦式交变电流的数学表达式。

图象描述：引导学生画出感应电动势的变化图像，强调画图的规范性和条理性。

实验验证：运用示波器显示人工匀速摇动发电机的电压随时间变化的图象，并引导学生分析不是正弦式图象的原因。

实验演示：引入家庭用电，输入到示波器。显示出正弦式波形。

知识延伸：告诉学生正弦式电流只是常见的交变电流的一种，还有其它的形式，同时将其它某几种通过示波器显示出来。

活动之五：大型交流发电机的介绍。

播放视频：播放大型发电机的视频。

知识介绍：介绍交流发电机的基本组成和种类。

课堂小结：引导学生进行课堂小结。

播放视频：通过视频展示三峡工程的全面效益。

课后任务：布置课后作业。

板书设计。

第一节 交变电流的产生和变化规律。

一、交变电流的产生

1.什么是交變电流？

大小和方向都随时间做周期性变化的电流。

2.交变电流的产生过程：

中性面：线框平面与磁感线垂直的位置。

线圈位于中性面时，Φ最大，

线圈垂直中性面时，Φ=0，最大

线圈越过中性面时，线圈中I感方向要改变，转一周，改变两次。

二、交变电流的变化规律

线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦式交变电流，简称正弦式电流。

1.正弦式电流的表达式： 2.正弦式电流的图象：

三、几种常见的交变电流波形

《描述交变电流的物理量》教案 篇3

教学目的

1．使学生了解三相交流电的产生及其特点． 2．使学生了解三相交流电路的连接方法． 教具

单相交流电的产生示教模型；三相交流发电机模型；灵敏电流计；交流电压表；三相电路示教板；电池；小灯泡；安培表；伏特表等． 教学过程

一、复习单相交流电的产生

出示单相交流电的产生示教模型，依据模型简述交流电的产生及交流电的特点． 提问：

1．在交流电产生的过程中，矩形线圈转到什么位置时线圈中的电流最大？什么位置电流为零？（线圈平面平行磁感线：中性面）

2．两个完全相同的交流发电机，其矩形线圈也以相同的转速匀速转动，那么这两个发电机所产生的交变电动势有何异同？（交变电动势的频率、最大值相同；达到最大值时刻不同）

3．如果把三个相同的矩形线圈固定在同一轴上，并使之在匀强磁场中转动，这三个线圈是否都产生电动势？为什么？（产生，穿过每个线圈回路的磁通量都发生变化）

二、新课教学

1．三相交流电的产生．

利用“提问3”引入新课·出示三相交流模型发电机，简介其构造后，演示三相交变电流的产生：将三个灵敏电流计分别接到发电机的三个线圈上，摇动发电机的线圈，三个灵敏电流计都将摆动．归纳实验现象说明：三个线圈均能产生交变电动势（电流计指针来回摆动）．引导学生比较单、三相交流发电机的异同．

（1）单相交流发电机和三相交流发电机．

单相发电机：只有一个线圈，产生一个交变电动势．

三相发电机：有三个互成120°的线圈，产生三个交变电动势．每个线圈产生交变电动势的原理跟单相发电机的原理相同．

（2）三相交变电流的特点．

重做三相交变电流产生的演示实验，摇动线圈尽量均匀．让学生仔细观察三个电流计指针摆动的情况，并让学生思考：三个电流计指针摆动情况有何异同？它们所反映的三个交变电动势有何异同？

引导学生分析：三个交变电动势的频率相同、最大值相同、达到最大值的时刻依次落后三分之一周期的原因．

（3）三相交变电流的图象．

先依据单相交变电流的图象画出A相交变电动势的图象，然后让学 的B和C相交变电动势的图象．

图象直观地表达了三相交变电流各相电动势的异同．（4）三相交变电流的供电． 依据教材图18-22所示的电路介绍三相六线制供电电路．该电路使三相交流电成为三个独立的电源给各自的负载供电，显示不出三相交流电供电的优越性．实际供电中是用四条或三条导线供电．

2．星形连接．

由三相六线供电演变为三相四线供电，需要帮助学生解决以下问题：三相交流电使用公共的中线时，各相电流怎样形成通路？各相之间会不会产生相互影响的现象？

为此，增加以下的演示实验．按图1组成电路（制成示教板）．图中①～⑧均为香蕉插头的插空，接线A1B1、A2B2的两端均有香蕉插头．接通电路使灯泡正常发光．在接电路的情况下，用带插头的导线连接A1A2、B1B2，此过程中灯泡仍正常发光，且电流表读数不变．最后拆除A1B1，灯泡仍正常发光，且先后开关电键K1、K2都能分别控制电路的通断．实验说明两个电路公用一根导线，每个电路仍然是独立的，互不影响．

（1）星形连接（符号：Y，亦称Y形接法）．

根据演示实验，引入星形连接电路．出示三相电路示教板，并按图2组成电路，演示三相四线供电电路．电源用三相交变电流模型发电机，或用三相变压器．分别开关电键K1、K2、K3，三相负载均能独立工作，并不影响其它两相．

（2）火线和零线．

火线：亦称相线．能使试电笔的氖泡发光．从每个线圈始端引出的导线． 零线：亦称中性线，从三个线圈末端公共点引出的导线通常是接地的．不能使试电笔的氖泡发光．

演示：用试电笔区分交流市电的火线与零线．（3）相电压与线电压． 相电压：每个线圈两端的电压． 线电压：两条相线间的电压．

演示实验：验证相、线电压的关系．利用三相电路演示实验装置．用两个示教交流电压表同时测相、线电压的值，它们的值符合：

例题 交流市电电压为220V，它是三相四线供电制一相的相电压，（利用演示实验说明三相三线供电制的可能性及其供电条件．实验仍用三相电路示教板，但需三相负载相同，并在中性线上串联一个交流电流表．当三相同时供电时，电流表的读数为零．实验说明三相负载平衡时，中性线上无电流，可以去掉．

3．三角形连接．（符号是△）

接法：发电机的三个线圈始端和末端依次相连．

特点：U线=U相．

三、作业

课外作业：用试电笔（最好自制）区分家中插座的零、火线并检查开关是否接在火线上． 教学分析

本节教材虽非重点内容，但三相交流电在日常生活用电和工农业生产用电中被普遍地采用，使学生了解一些三相交流电的常识是很必要的．三相交流电是三个相位不同的交流电源组合供电，这跟学生习惯的单个电源独立供电的情况不同，使学生在学习这些知识时遇到困难．几个独立电路公用一段输电线，各电路之间是否产生相互影响？通过公共输电线的电流跟各独立电路的电流有什么关系？理解这些问题要以叠加原理为基础．学生尚不具备这些基础知识，所以在教学中通过实验说明几个电路公用一段输电线不会产生相互影响，彼此仍然是独立的．同时，实验也能给学生以感性认识，以便理解叠加原理．

相电压与线电压的关系，可用数学方法予以证明，但要涉及三相交变电流的瞬时值表达式．教材本身没有介绍三相交变电流的瞬时值，所以教学中就利用实验结果，给出了星形接法的线、相电压的关系：

资料

三相四线制线电压与相电压的关系．

设：三相交变电流A相的瞬时值为uA=umsinωt则B、C两相电压

由于A、B、C三相尾端相接，则A、B两相线间的线电压：uAB=uA-uB，所以：

电感和电容对交变电流的影响教案 篇4

电感和电容对交变电流的影响

教学目标：

1.理解为什么电感对交变电流有阻碍作用.知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关.（重点）

2.知道交变电流能通过电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用.知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小.知道容抗与哪些因素有关.（重点）

3、能解释电感和电容对交变电流产生影响的原因；了解电感和电容器在电子技术等方面的应用。（难点）

教学过程： 引入新课：

在直流电路中，影响电压和电流关系的只有电阻，电路两端电压U＝IR；纯电感线圈的直流电阻为零，两端电压也为零；电容器中直流电是不能通过的，直流电阻可认为是无穷大．在交流电路中，影响电压和电流关系的不仅有电阻，而且有电感和电容产生的感抗和容抗．电阻器、电感器、电容器是交流电路中三种基本元件.目标一：电感器对交变电流的阻碍作用

教学方法：学生小组讨论学案目标一思考内容，代表讲解。教师适当讲解）导思：

1、为什么电感对交变电流有阻碍作用？（可从电磁感应知识入手解决）

电感线圈：直流电通过电感线圈时，由于电流不发生变化，电感线圈对直流电没有阻碍作用；交变电流通过电感线圈时，在线圈中要产生自感现象（自感电动势总要阻碍电路中原来电流的变化），所以电感线圈对交变电流有阻碍作用。

2、电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗（XL）来表示.感抗的大小与哪些因素有关？ 感抗决定于线圈的自感系数（线圈的自感系数在其他条件不变的情况下，匝数越多自感系数越大）和交流电的频率.线圈的自感系数越大，自感作用就越大，感抗就越大；交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用越大，感抗越大.板书：L越大，f越高感抗越大、感抗与U无关。（进一步研究感抗XL=2pfL）．

教师提问：

①、为什么线圈的自感系数越大，感抗越大？

自感系数越大，对一定的交变电流产生的自感现象越明显，阻碍作用越大，感抗也越大。

②、为什么交变电流的频率越高，感抗越大？

交变电流的频率越高，即电流的交化越快，产生的自感现象越明显，阻碍作用越大，感抗也越大。

3、线圈在电子技术中有广泛应用，有两种扼流圈就是利用电感对交变电流的阻碍作用制成的.出示扼流圈，并介绍其构造和作用.板书：(1)低频扼流圈

构造：线圈绕在闭合铁芯上，匝数多，自感系数很大.作用：对低频交流电有很大的阻碍作用.即“通直流、阻交流”.(2)高频扼流圈

构造：线圈绕在铁氧体芯上，线圈匝数少，自感系数小.作用：对低频交变电流阻碍小，对高频交变电流阻碍大.即“通低频、阻高频”.教师总结电感线圈的作用

电感线圈有通直流、阻交流、通低频、阻高频的作用。

目标二：电容器对交变电流的阻碍作用

教学方法：学生小组讨论学案目标一思考内容，代表讲解。教师适当讲解）

导思：

（1）电容器：因为电容器的两极板间是绝缘的电介质，直流电不能通过电容器。（2）交变电流能真正通过电容器吗？

当电容器接上交变电压时，实际上自由电荷也没有通过电容两极板间的绝缘介质。只不过在交变电压的作用下，当电源的电压升高时，电容器充电，电荷向电容极板聚集，形成了充电电流；当电源电压降低时，电荷从电容器的极板上放出，形成了放电电流。电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交变电流“通过”了电容器。（3）为什么电容器对交变电流有阻碍作用？

电容器对交变电流有阻碍作用．含电容器的交流电路，导线中的自由电荷，当电源的电压使它们向一个方向做定向运动时，电容器两极板上积累的电荷却反抗它们向这个方向做定向运动，这就产生了电容器对交变电流的阻碍作用．

（4）电容器对交变电流阻碍作用的大小，用容抗（Xc）来表示.容抗的大小与哪些因素有关？

电容器的电容越大、交变电流的频率越高，容抗就越小；电容器的电容越小、交变电流的频率越低，容抗就越大。特别的，当交变电流的频率等于零时（即为直流电），容抗无穷大，表现为直流电不能通过电容器

板书：C越大、f越高容抗越小。（进一步研究有XC=1/2pfC）

（5）为什么电容越大，容抗越小？

电容器的电容越大，表明电容器储存电荷的能力越大，在电压一定的条件下，单位时间内电路中充放电移动的电荷量越大，电流越大。所以电容对交变电流的阻碍作用越小，容抗越小。

（6）为什么交变电流的频率越高，容抗越小？

在交变电流的电压一定时，交变电流的频率越高，电路中充放电越频繁，单位时间内电荷移动速率越大，电流越大。所以电容对交变电流的阻碍作用越小，容抗越小。

教师总结电容器的作用

电容器有通交流、隔直流、通高频、阻低频的作用。

目标

三、电感线圈和电容器在技术上的应用

（1）在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既 有交流成分，又有直流成分。如果只需要把交流成分输送到下一级装置，只要在两级电路之间接入一个电容器（称为隔直电容器）就可以了。如图所示，电流通过 电容器，只能是交流部分通过电容器到达后一级装置，直流电隔在前一级装置。

（2）在电子技术中，从某一装置输出的交流常常既有高频成分，又有低频成分。如果只需把低频成分送到下一级装置，只要在下一级电路的输入端并联一个电容器就可以达到目的，如图所示。具有这种用途的电容器叫做高频旁路电容器。说明它的工作原理。

说明：频率越高的交流部分容抗越小，易通过电容器。高频部分电流通过电容器分流了，低频部分电流，由于容抗大不易通过电容器而输入到下一级。

（3）电容电感不仅在制造的现成电容器和电感线圈中存在。在导线之间。电子元件及机壳之间，有时会造成较大的影响，这是我们应该注意到的。

目标四：电阻、感抗和容抗的比较

（1）在直流电路中

电阻：欧姆定律R＝U/I，电阻的大小满足电阻定律R=ρ有关．

电感：感抗XL=0，即纯电感线圈对直流电无阻碍作用． 电容：容抗XC=，即直流电不能通过电容器．

L即只与导体的自身因素S（2）在交流电路中

电阻：欧姆定律I=UL仍成立（但U、I都用有效值），电阻定律R=ρ也成立，RS即电阻大小只与导体的自身因素有关．

电感：线圈对交变电流有阻碍作用（感抗），感抗的大小不仅与自身的自感系数L有关，还与交变电流的频率f有关，L、f越大，感抗XL越大．

电容：交变电流能通过电容器，电容器对交变电流有阻碍作用（容抗），容抗的大小不仅与自身的电容有关，还与交变电流的频率f有关，C、f越大，容抗XC越小．

课堂练习： 在交流电路中，下列说法正确的是（）

A．影响电流与电压的关系的，不仅有电阻，还有电感和电容

B．电感对交变电流的阻碍作用，是因为交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化

C．交变电流能通过电容器，是因为交变电压的最大值大于击穿电压，电容器被击穿了 D．电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗就越大

解析 交变电流能通过电容器是因为交流电路中的电容器两极加上交变电压，两极板上不断进行充放电，电路中产生电流，表现为交变电流通过了电容器，故C错．电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小，D错． 答案 AB 点拔 要正确理解电感和电容对交变电流的作用以及感抗和容抗的大小与哪些因素有关，正确理解交变电流是怎样“通过”电容器的． 使用220V交流电源的电器设备和电子仪器的金属外壳都应该接地，为什么？

解析 与电源相连的机芯和金属外壳构成电容器的两个极板，电源中的交变电流能够“通过”这个“电容器”，人触摸外壳时，就有电流流过人体，使人感到“麻手”，为确保安全，金属外壳都应该接地．

点拔 解决本题的关键是能把这个问题归纳为交变电流能够通过电容器，电容器的两个极板在哪里。

3、如图，当交变电源的电压有效值是220 V，频率为50 Hz时，三只电灯的亮度相同；当仅将交流电源的频率改为100 Hz时，各灯亮度如何变化呢？

教学设计案例：交变电流的产生 篇5

★新课标要求

（一）知识与技能

1．使学生理解交变电流的产生原理。2．掌握交变电流的变化规律及表示方法。

3．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。

（二）过程与方法

1．掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。2．培养学生空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。

（三）情感、态度与价值观

通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性

★教学重点：

1、中性面的特点；

2、正弦交变电流的产生原理；

3、正弦交变电流的变化规律、图象和三角函数表达式。

★教学难点：

1、正弦交变电流的产生原理；

2、正弦交变电流的变化规律、图象和三角函数表达式。

★教学方法

演示法、分析法、归纳法。

★教学工具

手摇发电机、小灯泡、示教用的大电流计、多媒体

★教学过程

（一）引入新课

师：出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。多媒体演示发电机的构造及工作原理：

①构造：由转子、定子、端盖和轴承等部件构成；定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成；

②旋转电枢式发电机：电枢转动，磁极不动的发电机； ③旋转磁极式发电机：磁极转动，电枢不动的发电机；

④工作原理：由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流，因而交流发电机的工作原理是：线圈做切割磁感线从而产生感应电动势。

演示：手摇发电机模型，观察小灯泡。当线框快速转动时，观察到什么现象? 生：小灯泡亮起来了。

师：再将手摇发电机模型与示教电流表组成闭合电路，当线框缓慢转动（或快速摆动）时，观察到什么? 生：电流表指针左右摆动。

师：线圈里产生的电流有什么特点？

生：线圈里产生的电流大小和方向会变化。

师：这种大小和方向都随时间做周期性变化电流，叫做交变电流。我们生活中大都使用交变流电。交变电流有许多优点，今天我们学习交变电流的产生和变化规律。

［板书课题］交变电流

（二）进行新课

1、交变电流的产生 师：为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？ 生：讨论热烈。

师：多媒体课件打出下图。当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线? 生：ab与cd。

师：当ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向如何? 生：感应电流是沿着a→b→c→d→a方向流动的。

师：当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何? 生：感应电流是沿着d→c→b→a→d方向流动的。

师：正是这两种情况交替出现，在线圈中产生了交变电流。当线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最大? 生：线圈平面与磁感线平行时，ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势最大。

师：线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小? 生：当线圈平面跟磁感线垂直时，ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行，即不切割磁感线，此时感应电动势为零。

师：利用多媒体课件，屏幕上打出中性面概念：

a、概念：平面线圈垂直于磁感线时，平面线圈所处的位置即为中性面；

b、特点：通过线圈的磁通量最大，线圈各边都不切割磁感线，感应电动势为0；

c、从分析演示实验二可得：线圈每次经过中性面电流计指针偏转方向改变一交，即：线圈每次经过中性面电流方向改变一次；因而线圈转动一周，线圈中的电流改变两次；

2．交变电流的变化规律

设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt，如右图所示。设ab边长为L1，bc边长L2，磁感应强度为B，这时ab边产生的感应电动势多大? 生：eab=BL1vsinωt = BL1·L21ωsinωt =BL1L2sinωt

22师：cd边中产生的感应电动势跟ab边中产生的感应电动势大小相同，又是串联在一起，此时整个线框中感应电动势多大? 生：e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt

师：若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=NBL1L2ωsinωt，令Em=NBL1L2ω，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。请同学们阅读教材，了解感应电流的峰值和瞬时值。

生：根据闭合电路欧姆定律，感应电流的最大值Im=

Em，感应电流的瞬时值i=Imsinωt。Rr师：电路的某一段上电压的瞬时值与峰值等于什么? 生：根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=ImR，电压的瞬时值U=Umsinωt。

师：电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示，多媒体显示图像

（三）课堂总结、点评

本节课主要学习了以下几个问题：

1．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。

2．从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωsinωt，感应电动势的最大值为Em=NBSω。3．中性面的特点：磁通量最大为Φm，但e=0。

（四）实例探究

☆交变电流的图象、交变电流的产生过程

【例1】一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。下面说法中正确的是（）

A．t1时刻通过线圈的磁通量为零

B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大

解析：t1、t3时刻线圈中的感应电动势e=0，即为线圈经过中性面的时刻，此时线圈的磁通量为最大，但磁通量的变化率却为零，所以选项A、C不正确。

t2时刻e=-Em，线圈平面转至与磁感线平行，此时通过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率却最大，故B也不正确。

每当e变换方向时，也就是线圈通过中性面的时刻，通过线圈的磁通量的绝对值为最大，故D正确。答案：D。

点评：磁通量Φ、磁通量的变化

ΔΦ及磁通量的变化率必须注意区分。另外，由法拉第电磁感应定律可知E∝

1、课下阅读“拓展一步”

2、书面完成P55“作业”第3、4、5题；

★教学设计理念：

学生在高中对物理的学习内容应当是现实的，有意义的，富有挑战性的，本节内容的教学将有利于学生主动的进行观察、实验、推理与交流, 采用不同的表达方式，以满足多样化的学习需求。高中物理的学习活动不能单纯的依赖模仿与记忆，动手实践，自主探索与合作交流是学习的一种重要方式。因而本教学的设计着重让教师能够通过本教案在教学过程中应用比较简单和直观的课件使学生更快地掌握相关知识点，让学生学会主动学习。

《描述交变电流的物理量》教案 篇6

问题1：在四分之一个周期内，交变电流的平均电动势是多大？

从平均的含义上引导学生利用法拉第电磁感应定律求解平均电动势。建立平均值的概念。通过求解四分之

一、半个和一个周期的平均值，体会平均值是和时间有关的，不同的时间段平均值不一样。

问题2：在一个周期内，电阻上产生的热量是多少？

在学生思考过后通过几个小问题递进：

（1）在此过程中能否使用恒定电流公式

（2）能不能利用这段时间内的平均值求解电热。

利用一个周期这一特殊时间段上的分析：在一个周期内平均电流为零，而产生的热量显然不为零。从而得出不能利用平均值求解热量的结论，进而引入“有效值”的概念，完成引入“有效值”的必要性分析。通过阅读课本，建立“有效值”的概念。

问题3：如何求解交变电流的“有效值”

通过剖析“有效值”的概念，理解其中的等效替代思想后，就建立的求解“有效值”的基本思想：求出交变电流在这段时间上的通过电阻产生的热量，再回带到恒定电流公式中求解有效值。

在应用阶段，通过不同的例题强化这样的思想。

例1是矩形波，学生通过分段可以将交变电流转化为恒定电流，从而完成交变电流在一个周期内热量的求解。再完成有效值的求解。

例2 是正弦波形，很显然分段解决不了问题。这里需要微元分割处理，化一般为特殊，再次强调微元思想的意义和作用。顺势利用数学的积分方式给出有效值处理的一般表达式，同时给出平均值的数学表达式，通过数学表达方式的不同强化有效值和平均值的区别。

初中物理电流教案 篇7

本节课的成功之处在于：1、“电流形成”的视频材料选择的较好。电荷这种微观粒子人们是无法看到的，再好的实验也不能出电荷极其运动。利用多媒体模拟电荷及其运动，向学生展示电流的形成过程，使得抽象的物理知识变的具体想形象，更以与学生理解电流现象。2、趣味小实验利用的比较好，同时引起了师生的兴趣。这个实验不仅由新奇的实验现象能引起学生的兴趣与注意，更重要的是能突出做这个小实验的目的：电流是有方向的。3、电流这个物理量引入的较好。既然在教学中把电流与水流进行了类比，那么就干脆通过比较水流的大小来比较电流的大小，使学生进行知识与方法的迁移。并且利用量筒接水的活动，使学生自然的得出电流这一物理量的定义，即体现了控制变量法，又利用了比值定义法。

电荷与电流物理教案 篇8

(1)知道摩擦起电;

(2)解释电荷间的相互作用;

(3)感知生活中的现象，增强科学兴趣;

(4)初步认识电流、电路及电路图;

(5)知道电源和用电器;

(6)从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。 教学重点： 解释电荷间的相互作用，使用原理解释生活中的现象;电流的概念、电路的组成及正确 连接电路。 教学难点： 摩擦起电的形成原理;电流的形成;画电路图。

课前准备： 玻璃棒(丝绸) 、橡胶棒(毛皮) 、验电器、小纸屑、小灯泡、门铃、电源、导线。

教学过程：

(一)摩擦起电： 思考：你用什么方法使物体带电?你怎么知道物体带电?

实验：用玻璃棒摩擦丝绸后，让玻璃棒靠近小纸屑，观察发生的现象，玻璃棒能吸引小 纸屑，说明玻璃棒与丝绸摩擦后会使物体带上电荷。

问题：为什么摩擦之前物体不能吸引纸屑? 物体内有两种不同的带电粒子，一种带正电荷，一种带负电荷。通常情况下，带电量相 等，所以相互抵消。 为什么摩擦以后物体能吸引纸屑? 摩擦是一个物体上的电子转移到另一个物体上。 物质得到电子带负电， 物质失去电子带 正电。这些物体所带电荷不能定向移动叫静电。

(二)电荷间的相互作用： 提供材料：两根塑料吸管(提示：与毛皮摩擦后带负电荷) ，毛皮，玻璃棒，丝绸，塑 料轨道。

探究

(1)提出问题：两种电荷之间有什么关系呢?

(2)建立假设：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

(3)实验设计，进行实验。 两位同学合作，一位同学用丝绸摩擦玻璃棒(使物体带正电) ，另一位用毛皮摩擦橡胶 棒(使物体带负电) ，同时将两者放在轨道上比较接近的位置，两者之间相互吸引; 两位同学都用毛皮摩擦玻璃棒(使物体都带负电) ，同时将两物体放在轨道上比较接近的位置，两者之间相互排斥;

如果两个物体都带正电， 那么同时将两者放在轨道上比较接近的位置， 两者之间相互排 斥。 结论：同种电荷相互吸引;异种电荷相互排斥。

(三)电流与电路： 给出小灯泡、小电动机、电源、开关导线，分先后两次连接电路，使小灯泡亮、小电动 机转，看谁最快最好! 任何情况都不能把电源的两端直接连在一起! 问题：你在实验中有什么收获和体会?由有什么疑问? 教师：刚才我们实际上安装了一个简单的电路，其实收音机、电视机、冰箱、照明…… 这些看是复杂的东西都是由最简单的电路组成的，让我们走进神秘的电的世界吧。 刚才的灯泡会亮、电机会转，是因为有电流流过它们。电流是怎样形成的?

(1)电流：电荷的定向移动形成了电流。从录像可知，要出现电流，还需要：电池、 发电机这样的电源;灯泡、电动机这样的用电器;导线的连接;开关的控制。 (2)电路：电源、用电器、开关、导线按照一定的顺序连接起来，就组成了电路。

(3)电路图：利用规定的符号代替实物，把电路表示出来的就是电路图。 学生观察“几种常用的元件及其符号” 。 学生动手：对照刚才的电路，画出电路图。 教师更正。规范如下。

(4)电源和用电器： 要产生不断的电流，就需要一定的装置提供能量来维持——电源。 电源：提供电能的装置。如电池、发电机。 电源提供的电能哪去了：用电器，消耗电能的装置。如电灯、风扇把电能转化成我们所 需的能量。

(四)串联和并联：

(1)串联：电源、用电器、开关等元件按照一定的顺序首尾相连。 特点：电路中没有分支，电流沿一条路径从正极到负极;电路某处出现问题，影响整个 电路。

(2)并联：用电器、开关等元件并列相连，连在电路中。

《描述交变电流的物理量》教案 篇9

教学目标 知识与技能

（l）知道什么是机械运动。

（2）知道要判断物体是否运动泞先要选取参照物．知道运动的相对性。（3）了解自然界存在多种多样的运动形式． 过程与方法

(4）通过对人最生活事例的观察、讨论和分析，认识机械运动及其相对性，培养学生初步观察能力，学习从具体现象中归纳抽象山物理概念和规律的方法。

(5）学会用“比较”的方法判断物体是否运动。情感态度与价值观

(6）通过学习自然界运动形式的多样性，意识到宇宙中的一切事物都处于永恒的运动之中，树立“物质是运动的”辩证唯物主义世界观。

教学重点：让学生通过人益的生活事例，认识机械运动及其相对性。教学难点：生活中所说的运动和静止，人都以地面为参照物，在学生的日常观念中认为人地是静止的，所以选“运动的物体”为参照物并判断物体的运动情况，需要克服学生头脑中前概念的影响，是本节教学的难点。

教学过程

一、引入新课

引导学生列举生活中关于运动的实例，比如：飞奔的骏马，绽放的烟花，哈雷彗星，‘神州五号’载人飞船，流星雨，九大行星运动，布朗运动等等，从而引导学生发现从宏观到微观世界，一切物体都处于运动之中。

二、教授新课

（一）。什么是运动和静止 [教师引导]：组织辩论赛

辩题：火车到底动还是不动？ [学生活动]：正方：小明派 观点--相对于站台 火车不动

反方：小华派观点--相对于已开行的列车 火车动

[学生活动]：怎样判断物体是否运动？看图7-1，怎么判断谁运动了？学习参照物的概念

[分析得出结果]：要说明一个物体是静止的还是运动的，首先要选定参照物，再根据物体相对于参照物的位置是否变化来做出判断，小明选取站牌，小华选取已开行的列车为参照物，所以他们的判断都是正确的。

[教师引导]：学生通过辩论得出参照物、运动和静止的概念。[学生活动]：在老师引导下列举一些实例来加强对概念的理解。

[看图]：要求学生用所学的知识对教材中图7-2进行研究，引导学生观察得出正确结论，并填写课本上的相关内容。

（二）.运动和静止是相对的

[多媒体展示]：“游云西行，而谓月之东驰”---晋朝葛洪《抱朴子》

“满眼**多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”---唐 无名氏《浪淘沙》

“水急客舟疾，山花拂面香”---唐 李白《秋浦歌》

[学生活动]：齐声朗诵，并对之作出分析和解释。

[教师引导]：引导学生发现这类佳句与运动的相对性相关。再结合运动的概念，引导学生归纳出“运动的相对性”的含义。

[多媒体展示]：学生结合本节的STS观看播放的课件等视频资料，加深对运动的相对性的理解和掌握。

[学生活动]：举例说明相对运动和静止。并指明参照物

（三）自然界中运动的多样性 [学生活动]：举例说明你所知道的运动

[教师引导]：通过天体运动、地质运动、微观粒子运动、电磁运动、生命运动等引导学生自己发现更多形式的运动。[总结]：运动是自然界中的普遍现象，运动的形式多种多样，而机械运动只是其中最简单、最基本的运动。

三．课堂小结

1、运动和静止的概念和判别。

2、运动的相对性。

《描述交变电流的物理量》教案 篇10

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第三课时：运动快慢的描述-速度

教学目标：

一、知识目标

1、理解速度的概念。知道速度是表示运动快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道它是矢量。

2、理解平均速度，知道瞬时速度的概念。

3、知道速度和速率以及它们的区别。

二、能力目标

1、比值定义法是物理学中经常采用的方法，学生在学生过程中掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。

2、培养学生的迁移类推能力，抽象思维能力。

三、德育目标

由简单的问题逐步把思维迁移到复杂方向，培养学生认识事物的规律，由简单到复杂。

教学重点

平均速度与瞬时速度的概念及其区别

教学难点

怎样由平均速度引出瞬时速度

教学方法

类比推理法

教学用具

有关数学知识的投影片

课时安排 1课时

教学步骤

一、导入新课

质点的各式各样的运动，快慢程度不一样，那如何比较运动的快慢呢？

二、新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标：

1、知道速度是描述运动快慢和方向的物理量。

2、理解平均速度的概念，知道平均不是速度的平均值。

3、知道瞬时速度是描述运动物体在某一时刻（或经过某一位置时）的速度，知道瞬时速度的大小等于同一时刻的瞬时速率。

（二）学生目标完成过程

1、速度

提问：运动会上，比较哪位运动员跑的快，用什么方法？

学生：同样长短的位移，看谁用的时间少。

提问：如果运动的时间相等，又如何比较快慢呢？

学生：那比较谁通过的位移大。

老师：那运动物体所走的位移，所用的时间都不一样，又如何比较其快慢呢？

学生：单位时间内的位移来比较，就找到了比较的统一标准。

师：对，这就是用来表示快慢的物理量——速度，在初中时同学就接触过这个概念，那同学回忆一下，比较一下有哪些地方有了侧重，有所加深。

板书：速度是表示运动的快慢的物理量，它等于位移s跟发生这段位移所用时间t的比

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v 师生共评：有的同学答案为

v1v22这是错误的。平均速度不是速度的平均值，要严格按照平均速度的定义来求，用这段总位移与这段位移所用的时间的比值，也就只表示这段位移内的平均速度。

三、小结

1、速度的概念及物理意义；

2、平均速度的概念及物理意义；

3、瞬时速度的概念及物理意义；

4、速度的大小称为速率。

拓展：

本节课后有阅读材料，怎样理解瞬时速度，同学们有兴趣的话，请看一下，这里运用了数学的“极限”思想，有助于你对瞬时速度的理解。

四、作业

五、板书设计

标量：速率：只表示速度的大小。

概念速度物理意义概念矢量平均速度物理意义概念瞬时速度物理意义

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